JPH0445140B2

JPH0445140B2 -

Info

Publication number: JPH0445140B2
Application number: JP63038408A
Authority: JP
Inventors: Shoshichiro Inada; Joji Ogasawara; Giichi Tsubakimoto; Kazuhiro Hamaya; Shoichi Takahashi
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1988-02-19
Publication date: 1992-07-23
Also published as: JPH01211449A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は亜臨界または超臨界状態の二酸化炭素
（以下CO₂とする）を抽剤として、焙炒コーヒー
より、優れた芳香を有するコーヒー油を抽出分離
する方法に関する。本発明により得られたコーヒー油を、芳香成分
の少ないインスタントコーヒー、缶コーヒー等の
コーヒー製品、あるいは、その他の様々な飲料や
食品に添加することにより、香りの良い天然のコ
ーヒーフレーバーを含んだグレードの高い製品を
作ることができる。（従来の技術）（発明が解決しようとする問題点）焙炒コーヒーよりその芳香成分を抽出すること
は公知であるが、その方法及び問題点は以下に述
べる通りである。先ず、水蒸気あるいは、不活性ガスを用い、低
圧力で焙炒コーヒーから芳香成分を得る方法があ
る。この場合、抽出されるのは揮発性の高い芳香
成分に限られるため、この抽出物を後で利用しよ
うとしてもほとんどの芳香成分が失われており、
フレーバーとしての役目を果たさない。また、スクリユープレス等を用いる圧搾法によ
つて芳香成分を含むコーヒー油を得る方法もある
が、この方法では圧搾する際に焙炒コーヒーを高
温、高圧条件下で処理するため、熱分解等の化学
変化が生じ、その結果得られたコーヒー油は、低
い品質の芳香成を有するものとなる。別の方法として、有機溶剤を用いた抽出法があ
るが、芳香成分とその溶剤との分離が困難で、揮
発性の高い成分の損失あるいは溶剤の残留が大き
な問題となる。また、ガス状CO₂及び液状CO₂を用いたコーヒ
ー油の抽出法もある。これらの抽出法は、比較的
低圧力で芳香成分を抽出できるが、低温のため溶
解度は低く、特に液体CO₂を用いた抽出の場合、
溶媒分離に際しては、加熱エネルギーを必要とす
る。さらに、特公昭51−33185号公報には、超臨界
状態のCO₂を用いたコーヒー油の抽出法が記載さ
れている。しかしながら、この方法では、実施例
から明らかなように、かなりの高圧、あるいは高
温の超臨界状態のCO₂を用いなければ、目的とす
る抽出効率が得られない。これは焙炒コーヒー自
身が多孔質組織であるため、油分や芳香成分に対
して吸着活性を有し、低圧、低温の比較的マイル
ドな超臨界状態のCO₂では、芳香成分を含んだコ
ーヒー油を、目的とする抽出効率で得難いためと
思われる。一般に焙炒コーヒーには、約13％の油分が含ま
れており、揮発性の芳香成分は、元来、親油性で
あるため、このコーヒー油に溶解した状態で取得
することが、芳香成分の逸散、分解を抑制し、さ
らには、コーヒー油中に含まれるトコフエロール
の酸化防止効果によつて、芳香成分の安定性が増
すので極めて有利である。しかし、焙炒コーヒーは、その炒り方によつて
も差があるが、生豆に含まれる水分の蒸発、生豆
自身の炭化等によつて、多孔質な組織、いわゆる
活性炭様の構造を有するものとなることが知られ
ており、その吸着作用のため、経済的に有利な低
圧・低温のマイルドな超臨界状態のCO₂を用い
て、コーヒー油を抽出する方法では、原料である
焙炒コーヒーに含まれるコーヒー油の約1/2の量
（対原料５〜７％）程度しか取得することができ
ない。このような理由から、効率的な芳香成分を含む
コーヒー油の抽出が不可能なため、前記特公昭51
−33185号公報の実施例では焙炒コーヒー中の芳
香成分及びコーヒー油に対する吸着活性に打ち勝
つようなかなりの高圧あるいは高温の条件下で芳
香成分を含むコーヒー油の抽出を行なわなければ
ならず、経済的にも、また良質な芳香成分を取得
するという点でも不利であつた。（問題を解決するための手段）このような現状に鑑み、本発明者らは、焙炒コ
ーヒーより芳香成分を含むコーヒー油を経済的に
有利に効率よく抽出する方法について、種々の検
討を重ねた結果、遂に本発明に達した。すなわち、本発明の要旨は、原料の焙炒コーヒ
ーに予め極性溶媒を添加し、しかる後に比較的、
低圧、低温の超臨界状態のCO₂（亜臨界状態の
CO₂も含む。）を抽剤として、所望の芳香成分を
含むコーヒー油を取得しようとするものである。亜臨界ないし超臨界状態のCO₂は、臨界点
（31.0℃、72.9atm）付近または、それを超えた状
態にあり、液体に近い密度と、ガス体に近い大き
な拡散係数を有し、この特性の故に種々の化合物
を速やかに、かつ大量に収率よく抽出できる。し
かも、わずかな圧力・温度の変化によつて、抽剤
との分離も容易であるうえ、CO₂特有の利点とし
て不活性雰囲気下に比較的低温での処理が可能で
あり、そのうえ静菌ないし殺菌効果までが期待で
きるので衛生的である等、特に食品・医薬品への
利用に適し、その適用が活発に試みられており、
本発明の目的物である芳香成分を含むコーヒー油
を得るには最も適した抽出法である。しかし、焙炒コーヒーを原料とした、亜臨界ま
たは超臨界状態のCO₂による、芳香成分を含むコ
ーヒー油の抽出法では、前述したように、焙炒コ
ーヒー自身の有する芳香成分及び油分への吸着活
性によつて、高圧あるいは高温の超臨界状態の条
件下でしか、コーヒー油を抽出することができな
い。そこで本発明者らは、上記課題を解決するた
め、鋭意検討した結果、焙炒コーヒー自身の有す
る油分に対する吸着活性を抑制するため、予め、
極性溶媒を原料の焙炒コーヒーに添加、混合し、
それを積極的に吸着させ、しかる後に、亜臨界ま
たは超臨界状態のCO₂を用いて抽出を行えば、目
的とする芳香成分を含む、良質なコーヒー油が効
率的かつ、経済的に有利に得られることを見い出
した。焙炒コーヒー自身による油分の吸着現象は、焙
炒コーヒー豆を粉砕した時点でも多少起こつてい
ると考えられるが、主とした、この焙炒コーヒー
から、芳香成分を含むコーヒー油を亜臨界または
超臨界状態のCO₂を抽剤として抽出する際に起こ
るものと考えられる。これは、コーヒー油の抽出
時に、その油分が一旦、CO₂に溶解し、拡散する
ことによつて、焙炒コーヒーの組織との接触度合
が増し、吸着が促進されるためである。そこで本発明者らは、このコーヒー油の抽出時
に起こる吸着現象を防ぐため、予め原料である焙
炒コーヒーに、極性溶媒を添加、混合する方法を
用いたわけである。この場合、極性溶媒としては、先ず、食品添加
物として認められ、食品衛生上問題のない、親水
性溶媒が望まれる。また、亜臨界または超臨界状
態のCO₂に溶解し難く、かつ焙炒コーヒー自身に
吸着され易く、抽出物であるコーヒー油には全く
含まれないことも望まれる。上記条件を満たす極性溶媒としては、水、グリ
セリン、プロピレングリコール、等が挙げられ
る。これらは、単独で、あるいは混合して用いる
ことができる。上記極性溶媒の中で、安全性、取
扱い、価格等の面から、水が最も好適に用いられ
る。また抽出条件によつては、グルコース、アス
パルテーム等の甘味料、塩化ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム等の食品添加用無機塩類、食品添加
用乳化剤等の可食性物質を若干添加すれば、抽出
効率が向上する場合もみられる。焙炒コーヒーに添加する極性溶媒の量は、使用
する極性溶媒の種類によつても異なるが、原料の
焙炒コーヒー重量に対して１〜75％が適当であ
り、通常、50％以下の量で本発明の目的は充分達
成される。75％を超える比率で極性溶媒を添加す
ると、焙炒コーヒーの飽和吸収量以上の量とな
り、亜臨界または超臨界状態のCO₂に対するコー
ヒー油の溶解度を減少させ、コーヒー油の抽出に
不利な条件となる。また、１％より少ない量で
は、添加の効果がみられない。一般的に、亜臨界または超臨界状態のCO₂に溶
解し難い極性溶媒は、その存在量によつて抽出物
のCO₂への溶解度を下げる働きをする。第１図に代表的な植物種子である大豆からの超
臨界状態のCO₂による油脂の抽出に対する水の影
響を示すが、原料である大豆に25％の水分を含ま
せておくと、大豆油の抽出率が1/3以下となり、
さらに50％の水分を含ませれば1/10程度にまで、
抽出率が減少することがわかる。ところが、本発
明において水や、プロピレングリコール、グリセ
リン等の極性溶媒を焙炒コーヒーに50％程度含ま
せても、後記実施例にも示す通り、全くコーヒー
油の抽出率は減少せず、明らかに焙炒コーヒーの
組織中に吸着され、何らコーヒー油の抽出率に悪
影響を及ぼさないことが確認できた。以下、本発明の実施態様をフローシートに基づ
いて説明する。第２図に於いて、CO₂シリンダー
１より、圧縮機２を用いて所定の圧力まで圧縮し
たCO₂を、熱交換器３を通して所定の抽出温度に
し、亜臨界または超臨界状態にして抽出塔４へと
導入する。抽出塔４には極性溶媒を添加、混合し
た焙炒コーヒー豆粉砕物を仕込み、CO₂による抽
出を行つた後、抽出物を含んだCO₂相を減圧弁５
を通して減圧し、セパレータ６に導き抽出物を
CO₂から分離する。抽出物と分離されたCO₂は、
コンデンサー７で冷却液化され圧縮機を経て、リ
サイクルする。また、抽出塔にCO₂を段階的に圧力を上げて導
入し、段階的抽出を行うこともできる。さらに、
抽出塔を複数個並列に設けて切換え、半連続的な
操業を行うことも可能である。一般に、第２図に示したプロセスにおいて、セ
パレータ６より経時的に抽出物を分離するが、段
階的に圧力を下げて行くと、抽出物成分が異なつ
てくるので、適宜目的とする成分に応じて、分取
の仕方を変えて回収することができる。すなわ
ち、セパレータを複数個直列に設け、段階的に圧
力を下げて分別分離回路を行うことなども可能で
ある。また、セパレータより経時的に抽出物を分離す
る場合、分取の仕方によつて得られる抽出物成分
が異なつてくるので、目的とする成分の分割抽出
を行うこともできる。（実施例）以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。実施例１粉砕した焙炒コーヒー豆500ｇ（脂質含量13.1
％）を原料とし、これに水100ｇ（対原料20％）
を加えて混合し、第２図に示すプロセスにて200
Kg／cm²、38℃のCO₂を抽剤として抽出を３時間行
い、常温、大気圧下で抽出物を分離して、58ｇの
芳香成分を含むコーヒー油を得た。比較例１〜２比較例として、実施例１と同じ粉砕した焙炒コ
ーヒー豆500ｇを原料とし、水を全く加えないで、
実施例１と同一条件下で抽出を行つたところ29ｇ
のコーヒー油しか得られなかつた。また抽出圧力および温度の高い比較例として、
実施例１と同じ粉砕した焙炒コーヒー豆500ｇを
原料とし、水を全く加えないで、350Kg／cm²、150
℃のCO₂を抽剤として抽出を３時間行つたところ
46ｇのコーヒー油を得た。以上実施例１、比較例１および比較例２のコー
ヒー油抽出率、抽出残物の脂質含量、抽出物の官
能評価について後の第１表に示した。

【表】＊脂質含量はエーテルを使用し、ソツクス
レー抽出を15時間行つた。
第１表の結果より、原料の焙炒コーヒーに水を
加えることによつて効率的に、かつ品質の優れた
コーヒー油の抽出分離が可能となることが確認で
きた。またこれら３種の抽出物を市販の乳化剤により
乳化し、インスタントコーヒー及び缶コーヒーに
添加したところ実施例１で得た抽出物を使用した
ものが他の２つに比べて最も香りが良く、さらに
は味もレギユラーコーヒーのような深み、コクの
ある品質になることが確認できた。これは、原料
に水を加えることによつて水がCO₂の溶媒極性を
調整する働きをし、主として極性物質である呈味
成分をも抽出物として取得し易くしたものと推定
される。実施例２粉砕した焙炒コーヒー豆800ｇを原料とし、こ
れに水320ｇ（対原料40％）を加え、混合し、実
施例１と同一条件下で抽出を３時間行い、常温大
気圧下で抽出物を分離して、89ｇの芳香成分を含
むコーヒー油を得た。このコーヒー油は実施例１で得られたものと、
同等であり上質で深みのある香気を持つものであ
つた。また、ここで得られたコーヒー油の原料重量に
対する抽出率は、11.1％であり、この結果も実施
例１と同様なものであつた。実施例３粉砕した焙炒コーヒー豆1000ｇを原料とし、こ
れにプロピレングリコール200ｇ（対原料20％）
を加えて混合し、第２図に示すプロセスにて190
Kg／cm²、40℃のCO₂の抽剤として抽出を３時間行
い、常温大気圧下で抽出物を分離して108ｇの芳
香成分を含むコーヒー油を得た。このコーヒー油は実施例１，２で得られたもの
と同等であり、品質の優れたものであつた。ま
た、ここで得られたコーヒー油の原料重量に対す
る抽出率は、10.8％であり、この結果も実施例
１、２と同様なものであつた。実施例４粉砕した焙炒コーヒー豆500ｇを原料とし、こ
れに水150ｇ（対原料30％）を加えて、混合し、
第２図に示すプロセスにて、150Kg／cm²、39℃の
CO₂を抽剤として抽出を３時間行い、常温大気圧
下で抽出物を分離して、42ｇの芳香成分を含むコ
ーヒー油を得た。比較例３また、実施例４と同一の原料500ｇを用いて、
水を全く加えず、実施例４と同一条件下での抽出
を３時間行い、常温大気圧下で抽出物を分離して
26ｇの芳香成分を含むコーヒー油を得た。実施例４および比較例３の結果を第２表にまて
めた。

【表】このように比較的低い圧力、温度条件によるコ
ーヒー油の抽出に際しても、水を加えることによ
つて、効率的に抽出が行え、さらに、得られたコ
ーヒー油が、極めて優れた芳香性を有し、かつ、
芳香成分の濃度が高いことがわかつた。一方、比較例３での焙炒コーヒー豆抽出残留物
に、かなりの脂質並びに良質な芳香成分が残つて
いたことから、水の添加効果を確認できた。実施例５粉砕した焙炒コーヒー豆1000ｇを原料とし、こ
れにグリセリン200ｇ（対原料20％）を加えて混
合し、第２図に示すプロセスにて、180Kg／cm²、
39℃のCO₂を抽剤として抽出を３時間行い、常温
大気圧で抽出物を分離して、113ｇの芳香成分を
含むコーヒー油を得た。このコーヒー油の原料重量に対する抽出率、及
び品質は、実施例１、２、３、で得られたものと
同等であり、グリセリンを添加することによつて
も、充分に本発明の目的を達成することが確認で
きた。実施例６粉砕した焙炒コーヒー豆500ｇを原料とし、こ
れに水とグリセリンを１：１の比率で混合した水
溶液100ｇ（対原料20％）を加えて混合し、第２
図に示すプロセスにて180Kg／cm²、40℃のCO₂を
抽剤として、抽出を３時間行い、常温大気圧下で
抽出物を分離して、55ｇの芳香成分を含むコーヒ
ー油を得た。ここで得られたコーヒー油も良質で芳香が強
く、且つ、抽出率も対原料11.0％で、水及びグリ
セリンの混合溶媒を用いても、芳香の強いコーヒ
ー油を効率良く抽出できることがわかつた。実施例７粉砕した焙炒コーヒー豆500ｇを原料とし、こ
れに２％塩化ナトリウム水溶液100ｇ（対原料20
％）を加えて混合し、第２図に示すプロセスに
て、130Kg／cm²、33℃のCO₂を抽剤として、抽出
を３時間行い、常温大気圧下で抽出物を分離し
て、40ｇの強い芳香を有するコーヒー油を得た。比較例４比較例として、実施例７で用いたのと同じ粉砕
した焙炒コーヒー豆500ｇを原料にして、塩化ナ
トリウム水溶液を添加せずに、実施例７と同一の
条件下で３時間抽出を行い、常温大気圧下で抽出
物を分離して、22ｇのコーヒー油を得た。以上の
結果を第３表にまとめた。

【表】これらの結果から、２％塩化ナトリウムの添加
の効果が明らかである。（発明の効果）本発明により、工業的に有利に焙炒コーヒーか
ら優れた芳香を有するコーヒー油を得ることがで
き、従来法に比して下記の優れた効果が奏せられ
る。 (1) 従来、極性溶媒を焙炒コーヒーに添加、混合
し、これより亜臨界または超臨界状態のCO₂を
抽剤として、芳香成分を含むコーヒー油を抽出
した例はなく、本発明によつて容易に高品位の
コーヒー油が効率よく抽出できることは画期的
なことである。 (2) 比較的低温で抽出でき、また不活性雰囲気中
で抽出するため、変質の恐れがない。 (3) 抽剤として使用したCO₂は、その分離工程に
おいて、急速に蒸発するので、有機溶剤を抽剤
として用いたときのように、溶媒と抽出物の分
離操作が不要である。 (4) 従来の抽出法に比べ、抽剤として比較的低
圧、低温条件の亜臨界または、超臨界状態の
CO₂を用いることが可能であるため、原料であ
る焙炒コーヒーの、そのままの香気を分解、逸
散することなく抽出、取得できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超臨界状態のCO₂を抽剤とした大豆油
抽出に及ぼす水分の影響を示すグラフで、第２図
は本発明の実施態様の一例を示すフローシートで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１焙炒コーヒーより、芳香成分を含むコーヒー
油を抽出分離するに当り、予め、焙炒コーヒーに
極性溶媒を添加、混合した後、抽剤として亜臨界
または超臨界状態の二酸化炭素を用いることを特
徴とする芳香成分を含むコーヒー油の抽出分離
法。２極性溶媒の添加量が焙炒コーヒーに対して１
〜75重量パーセントである特許請求の範囲１記載
の方法。３極性溶媒が水、プロピレングリコール、グリ
セリンからなる群より選ばれた少なくとも１種で
ある特許請求の範囲１記載の方法。４極性溶媒が水に可食性物質を添加したもので
ある特許請求の範囲１記載の方法。５可食性物質が甘味料である特許請求の範囲４
記載の方法。６可食性物質が食品添加用無機塩類である特許
請求の範囲４記載の方法。７可食性物質が食品添加用乳化剤である特許請
求の範囲４記載の方法。８亜臨界または超臨界状態の二酸化炭素が、圧
力50〜300Kg／cm²、温度25〜70℃である特許請求
の範囲１記載の方法。